气枪声源诱发的浅海海底地震波场建模与试验

为预报浅海中气枪声源诱发的海底地震波场,将有限元法和无限元法耦合,建立了浅海海底地震波场模型.以雷克子波或实测的水中气枪声源信号为输入激励,分别运用声学有限元、结构有限元构建海水和海底,通过施加绑定约束建立海水和海底介质的流固耦合模型,结合实际情况设置沉积层,利用无限元对海水和海底模型的边界进行截断处理,以模拟无限空间,从而构建气枪声源诱发的浅海海底地震波场有限元-无限元耦合模型.开展了海上试验,从时频分布及能量占比角度,对比了海试数据和模型仿真结果,验证了耦合模型的有效性.     

从黄土Sr同位素探讨海水87Sr/86Sr变化的原因

目前多数认为河流输入是引起海水^87Sr／^86Sr变化的最主要因素，对此推论并没有提供确实的定量分析和依据．通过对黄土高原洛川剖面黄土—古土壤Sr同位素组成和沉积速率等的定量计算说明，在过去2．5Ma期间，海水^87Sr／^86Sr上升总量仅是河流输人海洋总量的大约1/10，而其9／10被海底玄武岩的热液蚀变输入所抵消．海底玄武岩的热液蚀变输入对海水^87Sr／^86Sr变化的总影响量应近似等于河水输入对海水^87Sr／^86Sr变化的总影响量．海水^87Sr／^86Sr变化的原因是河水输入与海底玄武岩的热液烛变输入联合作用的结果．     

海底埋地管道启输计算模型的建立

目前的海底埋地输油管道启输计算模型没有具体分析海水本身自然对流换热对管道启输的影响,启输计算模型能否应用于海底埋地输油管道启输计算需要实际投产来验证.因此急需研究海底输油管道预热计算模型满足海上油田开发的需求.对海底埋地输油管道进行了传热分析,建立了海底埋地输油管道三维物理模型,分析了海水本身自然对流换热对管道启输的影响情况.通过处理物理模型将管道启输传热模型简化为一维圆环传热模型,并进行了模拟计算和试验验证.模拟计算和实验研究对比表明:①当海水底流流速小于1.5m/s时,在此区域内海水自然对流换热对海底输油管道传热影响可以忽略不计.②海底输油管道正常矩形散热区域转换为圆环区域后其散热量基本不变,可见海底输油管道转化为一维模型是可行的.③在验证稳定状态沿程温降的过程中,发现各个测温点的绝对误差不超过0.1℃,说明该启输计算方法具有很高的置信度.     

高海水围压条件下多金属硫化物的破碎机理

为研究高海水围压条件下截齿在切削海底块状多金属硫化物(SMS)过程中的破碎机理,考虑海底块状硫化物高孔隙率、非线性的特点,选择Holmquist-Johnson-Cook(HJC)材料本构模型,基于Lagrangian有限单元法,利用LS-DYNA仿真软件建立截齿切削破碎海底块状多金属硫化物的仿真模型,模拟无海水围压下和高海水围压下海底块状多金属硫化物的切削破碎过程。研究结果表明:在高海水围压作用下,海底块状多金属硫化物的强度明显提高,断裂模式主要是脆性失效向塑性失效转变;海水黏着力和高围压作用使得切屑更难从矿体基岩剥离,截齿受到的阻力明显增大。     

海洋经济与科技对话

不少科学家预测海洋技术21世纪可能有重大突破,包括海水淡化技术、海底天然气水合物开发技术和海洋能利用技术、生物生态技术、养殖和病害控制技术、海洋医药生物技术以及海底金属资源开发技术等。     

分层海底上方低频电磁波传播特性研究

针对基于低频电磁波的海底预置无人作战系统的远程激活与通信问题,开展了海底附近低频电磁波的传播建模与性能分析研究．采用矢量磁位方法,构建了海水-沉积层-地壳-地幔分层介质中电磁波传播模型,获得了海底上方的电偶极子在海水中辐射的电磁场表达式．采用数值方法对积分形式的电磁场表达式进行求解,获得了电磁场在100 km范围内的衰减曲线．研究结果表明：通过海底介质传播的侧面波路径是海底上方收发节点间电磁波传播的主要贡献者;当收发天线对准时,水平电偶极子的辐射场强高于垂直电偶极子;沉积层的厚度和地壳的电导率对电磁波传播具有较大的影响,而海底介质其他因素影响较小．     

海底岩土性质对悬浮隧道所受动水压力的影响——P波

基于锥体动力学理论和位移势函数理论,推导了P波从海底岩土斜入射到与海水的交界面时,作用在锚索刚度较大的悬浮隧道上的动水压力公式．海底岩土被视为半无限弹性体,海水被视为理想流体,锚索被视为刚性约束,悬浮隧道本身被假定为刚体．最后,通过数值算例讨论了海底岩土参数如剪切模量、密度和Poisson比与P波的频率和方向对悬浮隧道所受动水压力的影响．结果表明,除海底岩土密度外,海底岩土剪切模量、Poisson比以及入射P波的频率和方向对悬浮隧道所受的动水压力均有较大影响．     

推广之窗

海水是一种天然的电解质溶液,对钢铁的腐蚀十分严重.我国海底铠装电缆用镀锌钢丝(GB—3082)规定上锌量270～290g/m2,而实际采用为400g/m2,即使这样我国军用海底通信电缆的使用寿命只有7～8年,短期便需更换,因而造成很大的经济损失.解决海缆铠装护层钢丝耐海水腐蚀是一项具有军事、经济双重意义的重要课题.     

海水中钙含量的络合滴定

海水中钙含量与不同海水水系的混合(也包括海水与大陆水的混合)、海水中二氧化碳系统的循环,海底沉积的形成,海洋生物活动的情况及其一系列海水的物理化学变化等问题有密切的关系。因此海水中钙的测定是“海水分析化学”的重要课题之一。 海水中钙量的测定方法颇多,有重量法,容量法和火焰分光光度法。近来的络合滴定法经不少工作者研究改正后,方法简便快捷,准确度也高,所以在海水分析中颇常采用。     

海底沉积物中甲烷的来源、消耗与释放通量

海洋是大气甲烷的重要源和汇,开展海底沉积物中甲烷的生物地球化学研究,有助于了解海底甲烷释气作用对CH_4或CO_2在海-气界面释放的贡献。本文综述了海底沉积物中甲烷的来源、消耗与转移的具体过程,以及河口、近岸沉积物-海水界面甲烷的交换通量,并对今后研究工作提出几点建议。     

奇特的海底激流

海底激流是异常壮观奇特的，它像一场大风暴，急速地挟卷着海底的沉积物、泥沙，奔腾而去。人们根据大多数海底激流的运动规律，掌握了它们固定的时间、速度和方向，进而利用它们。海底激流是深层流，它往往从大洋深处向浅海流，常用于军事。在直布罗陀海峡，大西洋中表层海水从这里流入地中海，而深层海水则从地中海注入大西洋。在第二次世界大战中，法国艇就利用这种海流特点自由地出入直布罗陀海峡。当潜艇进入大西洋时，便潜入浅海中，同时，关闭发动机，让海流将它无声无息地送入地中海，这样便不会被雷达和声呐发现。同样，当它的“海…     

小掠射角下切变波对海底反射损失的影响

本文通过建立海水——海底模型,研究了远距离接收舰船信号时（小掠射角）切变波对海底声反射损失的影响。结果表明,切变波速越高,反射损失越大。     

深水海底泵举升钻井井筒泥浆性能、温度和压力场祸合规律

井筒温度和压力场计算是深水海底泵举升钻井设计的重要内容。综合考虑温压场与泥浆性能,特别是泥浆流变性能的相互影响,建立深水海底泵举升钻井井筒传热和流动耦合计算模型,并与常规隔水管钻井计算结果进行比对。结果表明:受海水低温影响,上部井段环空温度小于入口温度,海底泵举升钻井井筒温度小于常规隔水管钻井,需注意低温时天然气水合物形成带来的安全隐患;海水段和地层段压力存在不同的压力梯度,地面泵压小于循环压耗,海底泵举升钻井井筒压力小于常规隔水管钻井;考虑泥浆密度和泥浆流变性能变化对井筒温度、ECD和泵压均有影响,相对来说,ECD受前者影响较大,而井筒温度场和泵压受后者影响较大;两者都考虑,泵压计算误差将大大降低。     

海底流体的流动：对地质学、生物学和海洋环境的影响

海底流体的流动也称为渗流，它包括气体和液体在海底的流动，这就包括热的热水渗流和冷的碳化氢渗流，而碳化氢可能是生热或微生物的源头，已经发现，这样的流体从海底渗流到海洋的海上环境和世界的各大洋——从海岸到深海的海沟。由于海底流体的流动是从海底的沉积物流动到海水，流动的范围较大，因此，所涉及的研究学科也较广泛，包括地质学、生物学、化学、环境科学和海洋学。本书论述海底流体流动的特点和过程，并指出这种流动对人类活动、自然环境和我们星球的开发的重要性。     

神奇的无底洞

在希腊附近的海底,有一个神秘的“无底洞”,每天从这里失踪的海水有3万多吨。科学家们对它进行了考察,希望能解开这个困扰了人们好几个世纪的海底之谜。     

海底无限长水平线电流源电磁场

海底岩石电阻率远高于海水电阻率,假设将水平线电源敷设于海水与海底大地的分界面上,则在水平线电源中部一定范围内,可将线电源看成无限长水平线电源.根据2个介质的分界面上电场、磁场的切向分量连续,对于界面两侧介质导磁率均接近μ0的介质,磁场的法向分量也连续,从水平电偶极子在介质中的矢势公式出发,经过数学推导,得出了海底无限长水平线电流源电磁场频率域和时间域的解析表达式,为海洋电磁法的研究提供了一种理论依据.     

深水海底泵举升钻井井筒泥浆性能、温度和压力场耦合规律

 井筒温度和压力场计算是深水海底泵举升钻井设计的重要内容.综合考虑温压场与泥浆性能,特别是泥浆流变性能的相互影响,建立深水海底泵举升钻井井筒传热和流动耦合计算模型,并与常规隔水管钻井计算结果进行比对.结果表明:受海水低温影响,上部井段环空温度小于入口温度,海底泵举升钻井井筒温度小于常规隔水管钻井,需注意低温时天然气水合物形成带来的安全隐患;海水段和地层段压力存在不同的压力梯度,地面泵压小于循环压耗,海底泵举升钻井井筒压力小于常规隔水管钻井;考虑泥浆密度和泥浆流变性能变化对井筒温度、ECD 和泵压均有影响,相对来说,ECD 受前者影响较大,而井筒温度场和泵压受后者影响较大;两者都考虑,泵压计算误差将大大降低.     

海洋中的能源——海水能源和新能源

海洋中的能源包括海水能源和海洋新能源。海水能源是海洋中由海水运动和海水理化特性差异所产生的各种能量的总称,它主要包括波浪能、潮汐能、海流能、海水温差能和海水盐差能等。海洋新能源则是一种埋藏于海底之下可供人类开发利用的新能源———天然气水合物。天然气水合物是在20世纪新发现的一种矿产资源,具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件优越等特点,且产出的天然气能满足能源、经济、环境的需要,被誉为21世纪最具有商业开发前景的战略资源,是新世纪理想的替代能源。我国是一个石油资源战略储备严重不足的国家,这一…     

海洋可控源电磁探测技术海底工程勘探应用研究

摘要：
采用可控源电磁法进行海底工程及资源勘探,采用垂直磁偶极装置拖曳测量,分析了上覆海水对于感应电压曲线的影响及剖面图的理论形态;进行了线圈小型化研究,通过计算和实验得到能够用于海底探测的磁偶极装置的参数;基于以上理论研究完成了海底模型实验及输油管线探测实验,准确地探测到海底异常及输油管线位置及深度.
关键词：
海洋可控源电磁法; 电导率; 垂直磁偶极装置; 中心回线装置; 海水影响
中图分类号： P 631, P 738
文献标志码： A     

土壤颗粒对秋茄盐度效应的影响

研究了不同土壤颗粒和海水盐度条件下秋茄（Kandelia candel)幼苗生长、净光合速率和蒸腾速率的变化。海水盐度能抑制秋茄幼苗叶片的净光合速率和蒸腾速率，但可以通过增加叶片面积以促进秋茄幼苗的生长和干物质生产，其中50％海水处理大于100％海水处理。土壤颗粒对100％海水浓度下秋茄幼苗的生长有显著的影响，颗粒越小，秋茄幼苗的生长越快，干物质生产越多，但在50％海水浓度下，土壤颗粒的影响不明显，在同一海水浓度下，土壤颗粒对海水盐度抑制秋茄幼苗叶片的净光合速率和蒸腾速率的影响作用不大。颗粒越小，土壤吸收的盐离子越多，Na^ 和H^ 的交换量越大，因此降低了秋茄幼苗根系周围的盐分含量， 有效缓解高盐胁迫对秋茄幼苗生长的影响。